BRASIL: MATRIZ ENERGÉTICA DE BAIXO
CARBONO E O PAPEL DA GERAÇÃO
TERMONUCLEAR
Zieli Dutra Thomé Filho Nivalde J. de Castro Paulo Cesar Fernandez
Rio de Janeiro
Agosto de 2009
BRASIL: MATRIZ ENERGÉTICA DE BAIXO CARBONO E O PAPEL DA GERAÇÃO TERMONUCLEAR
Zieli Dutra Thomé Filho1
Nivalde J. de Castro 2
Paulo Cesar Fernandez3
Introdução
O Brasil apresenta uma posição impar no mundo em termos de composição da sua matriz energética. Um grupo muito pequeno de países pode pretender a apresentar elementos comparativos nesse sentido, sendo que somente o Canadá apresenta dimensão econômica e geográfica minimamente comparável ao Brasil, A matriz e o balanço energético colocam, assim, o Brasil com grande vantagem comparativa em termos de indicadores internacionais de emissão de CO2 equivalente (CO2e).
A questão que se coloca é analisar a relevância ou não do desenvolvimento da geração termonuclear no Brasil, dado que os dois principais elementos de motivação de investimentos em energia no momento – não ter reserva nacionais de recursos energéticos e ter matriz elétrica poluidora- não se aplicam ao caso brasileiro.
Neste sentido, o presente estudo está dividido em 4 partes: na primeira parte será examinada a composição e características principais da matriz energética brasileira. Na segunda parte será abordada a questão da perspectiva presente e futura quanto à segurança operativa do Sistema Interligado Nacional, levando-se em conta o potencial hidrelétrico do país. Na terceira parte será
1– Ex-presidente da ELETRONUCLEAR. Professor Titular da UFRJ e Pesquisador Associado ao GESEL –
Grupo de Estudos do Setor Elétrico - Instituto de Economia - UFRJ
2 Professor do Instituto d Economia e Coordenador do GESEL 3 Diretor do Instituto ILUMINA
abordada a questão do planejamento da fonte primária de energia nuclear na matriz elétrica brasileira.
Por fim, são apresentadas as principais conclusões do estudo, onde se destaca o fato de que investir em novas centrais termonucleares no Brasil é válido por duas razões: a primeira vincula-se à necessidade de ampliar a segurança do sistema elétrico, na medida em que a energia termonuclear opera na base, e durante o período seco das estações climáticas - de abril a novembro – contribui para um menor deplecionamento dos reservatórios das usinas hidroelétricas, evitando com isso uma redução da Energia Armazenada. A segunda razão é porque o Brasil deve intensificar investimentos em energia nuclear dentro e a partir de uma perspectiva mais estruturante e de desenvolvimento tecnológico e industrial, conforme analisado em estudo recente destes autores.4
1- A Matriz Energética Brasileira
A participação das fontes renováveis na Matriz Energética Brasileira em 2007 representava cerca de 46% na oferta interna de energia – OIE, segundo dados publicados no BEN - Balanço Energético Nacional – de 2008. Na composição da Matriz Energética do Brasil, os insumos energéticos derivados da cana-de-açúcar consolidaram-se como a segunda mais importante fonte primária de energia do país com 17,5% de participação na OIE, perdendo somente para os insumos de petróleo e seus derivados. Do ponto de vista quantitativo, a cana de açúcar registrou uma participação de 37,8 milhões de tep (toneladas
4 Ver THOMÉ FILHO, Z. D.; CASTRO, N.J. e FERNANDEZ, P.C. “O SETOR NUCLEAR BRASILEIRO: A
equivalentes de petróleo), suplantando os 35,5 milhões de tep da energia hidráulica.
Especificamente em termos da capacidade instalada para geração de energia elétrica no SIN - Sistema Interligado Nacional, segundo dados da Aneel, atualmente o país dispõe de uma relação de 85% de origem hidrelétrica versus 15% de termelétricas, sendo que, deste último montante, 2GW correspondem à capacidade instalada de geração termonuclear nas usinas nucleares de Angra1 e Angra2, conforme sistematizado na Tabela 1.
Tabela 1
Capacidade instalada do Sistema Interligado Nacional em 2007. Exclui Sistemas Isolados e Auto-produtores.
(em MW e %) Fonte MW Part (%) Hidrelétrica* 81.190 85,5 Gás 8.694 9,2 Nuclear 2.007 2,1 Óleo Combustível 1.234 1,3 Carvão Mineral 1.410 1,5 Outras 462 0,5 Potência Instalada 94.996 100,0
* Com a capacidade total de Itaipu
O Gráfico abaixo apresenta uma análise comparativa da participação de fontes renováveis na Matriz Energética do Brasil em relação aos países da OCDE.
Gráfico 1
Comparação da Matriz Energética: Brasil e OCDE. 2007
OCDE - MATRIZ ENERGÉTICA
NÃO-RENOVÁVEL (94%) RENOVÁVEL (6%) RENOVÁVEL NÃO-RENOVÁVEL
MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA
NÃO-RENOVÁVEL (54%) RENOVÁVEL (46%) RENOVÁVEL NÃO-RENOVÁVEL Fonte: BEM-EPE 2008
A simples visualização da parcela verde do Gráfico 1 demonstra de forma clara e objetiva a posição privilegiada que o Brasil detém em relação aos países da OCDE, em termos de utilização de fontes primárias renováveis. Esta posição indica, assim, que as críticas ao aquecimento global e à formulação de políticas restritivas às emissões de CO2e devem ser focadas
nos países da OCDE, e não no Brasil. Vale assinalar que neste grupo de países desenvolvidos, por conta desta configuração de matriz tão crítica do ponto de vista ambiental, econômico e geopolítico, estes países estão revendo profunda e rapidamente suas estratégias e políticas energéticas em relação à geração de energia elétrica com base em usinas termonucleares, dada a grande dependência destes países às fontes de carvão, de petróleo e seus derivados, sendo que para a maioria destes países há uma grande necessidade de importação, sujeitando-os à volatilidade e elevação dos preços destas commodities.
2- Segurança no Suprimento de Energia Elétrica no Brasil
Dadas as características do Sistema Elétrico Brasileiro, cuja maior fonte primária é a hidroeletricidade, e onde o Brasil detém uma das maiores reservas de energia elétrica limpa, renovável, barata e economicamente viável do mundo, há necessidade de uma complementação por termelétricas, para garantir a segurança no suprimento frente aos assim chamados “riscos hidrológicos”.
Implica assinalar que a importância de usinas térmicas complementando a hidroeletricidade tornou-se intrínseca ao sistema elétrico brasileiro, sendo, desta forma, necessária, importante e imprescindível, já que ela terá que aumentar a sua participação no Balanço Elétrico, para mitigar os crescentes riscos hidrológicos do SIN - Sistema Interligado Nacional.
Um fato relevante da posição estratégica da termoeletricidade que merece ser lembrado foi a crise energética de 2001 decorrente das usinas térmicas existentes não terem sido capazes de gerar a energia necessária para compensar a estiagem e deplecionamento contínuo dos reservatórios das hidrelétricas.
Na operação do SIN, a política de economia de água dos reservatórios praticada pelo ONS - Operador Nacional do Sistema Interligado - tem uma dupla prioridade: mitigar o risco de déficit (ou seja, o risco de faltar energia para atender à demanda em algum momento qualquer, num cenário de até cinco anos à frente), além de minimizar o “custo” de geração a partir da água como fonte primária. Para tanto, o ONS precifica o custo do “combustível” (água) das hidrelétricas no presente, a partir de uma estimativa de uso futuro. Este procedimento busca a otimização do uso (e do custo) do mix entre as hidroelétricas e termoelétricas.
Merece destacar que em função do crescente risco hidrológico derivado da perda de capacidade de regularização dos reservatórios (energia total armazenada em relação à carga total a ser suprida), conforme demonstrado no Gráfico 2, foi introduzido uma nova metodologia para despacho das térmicas, vinculando este despacho diretamente à busca de um “nível-meta” para o volume dos reservatórios do SIN .
Gráfico 2
Evolução da capacidade de regularização dos reservatórios EAR* Máxima Brasil sobre carga do SIN
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 EAR m áx/ Carg a EAR máx/Carga
* - EAR: Energia Armazenável Equivalente. Corresponde ao somatório das energias armazenáveis nos reservatórios individuais das hidrelétricas existentes/planejadas.
No que tange à oferta interna de energia elétrica no Brasil (OIEE), o BEN (2008) mostra que a produção total em 2007 foi de 482,6 TWh. Houve aumento de cerca de 5% comparativamente a 2006. Deste montante, quase 90% (ou 433,0 TWh) foram oriundos de fontes renováveis de energia (incluindo a importação). Na geração termelétrica, a partir de fontes não renováveis de energia, o gás natural e os combustíveis líquidos derivados de petróleo são as fontes primárias mais representativas. Em relação á importação de outros países vizinhos, a cota paraguaia da produção da Itaipu
binacional não utilizada por aquele país é a parcela mais relevante deste montante.
Quanto ao potencial hidrelétrico brasileiro total estimado, referido anteriormente, existem cerca de 260 GW disponíveis no território nacional, sendo que 44% deste montante encontram-se na região Amazônica. Cabe aqui ressaltar que uma parcela expressiva deste potencial total brasileiro é apenas uma estimativa, em função da paralisação dos estudos de inventários desde a década dos 90 até a criação da EPE. Neste sentido, existe a necessidade de se retomar um trabalho de inventário extenso para que este potencial estimado seja precisamente quantificado em termos de sua viabilidade sócio - ambiental e econômica, conforme assinalado na Figura 1 e Gráfico 3.
Figura 1
Brasil: Estimativa do Potencial Hidroelétrico. 2007 (em GW e %)
Fonte: EPE, 2008
Gráfico 3
Brasil: Potencial Hidroelétrico 2007 (em %) Potencial Hidroelétrico Potencial Estimado; 44% Operação / Construção; 32% Potencial Medido; 23%
Operação / Construção Potencial Medido Potencial Estimado
Fonte: EPE, 2008
Vale salientar que as PCH´S (Pequenas Centrais Hidrelétricas, de até 30 MW
de potência instalada) apresentam características importantes para a matriz elétrica, mesmo que seu impacto e potencial quantitativo seja pequeno, frente à magnitude das usinas hidroelétricas estruturantes com as do rio Madeira, Belo Monte e Tapajós. Elas apresentam um baixíssimo impacto ambiental no local da construção do empreendimento. Além disso, minimizam o efeito de
perdas no sistema de transmissão, pois não necessitam de longos troncos em alta tensão para o transporte de sua energia até o SIN. Além disto, as PCH´S
contribuem também para o desenvolvimento sócio-econômico na micro-região onde estão situadas.
Nestes termos, o Brasil apresenta vantagens comparativas e competitivas em termos mundiais, já que sua matriz elétrica tem disponibilidade interna, ou seja, em seu espaço econômico, de praticamente todos os tipos de fontes primárias de geração de energia elétrica: potencial hidrelétrico, biomassa, eólica, gás natural, carvão, nuclear, co-geração de processos industriais, etc. Esta disponibilidade de variadas fontes de recursos energéticos possibilita aprofundar e usar vantagens comparativas em relação ao resto do mundo, destacando-se:
i. Baixo nível de emissão de carbono
ii. Coeficiente de importação no atendimento da demanda elétrica próximo de zero.
iii.
Planejamento viável e exequível no rápido processo de evolução de uma matriz hidroelétrica, para uma matriz hidrotérmica, conforme assinalado anteriormente.3- Energia Nuclear
No mundo estavam em operação em junho de 2009, 438 reatores nucleares em 31 países. Estes países representam cerca de 90%do PIB mundial, atendendo 2/3 da população do planeta. Esta quantidade de reatores nucleares em operação no mundo disponibilizará, em 2009, uma “capacidade
nuclear instalada para geração de energia elétrica de 370 GW5. Segundo esta
mesma fonte, atualmente 14 destes Países, estão construindo 45 novos reatores com capacidade total de cerca de 40 GW.
No Brasil, a geração de energia elétrica de origem termonuclear, em função de suas características técnicas, é usada em um regime de operação (despacho) diferenciado. As plantas nucleares, por operarem em regime de operação de base, com altíssimo fator de carga são usadas como um instrumento contínuo na “política de economia de água dos reservatórios” adotada pelo ONS na operação do SIN.
No período úmido, a energia nuclear é despachada mesmo que haja, como normalmente há níveis elevados de energia natural afluente e/ou energia armazenada. No período seco, elas passam a ter um valor extra para o sistema elétrico ao economizarem água dos reservatórios.
As plantas nucleares apresentam assim uma dupla vantagem. A primeira é que não depende de fatores climáticos, aspecto este estratégico para a matriz elétrica brasileira. A segunda vantagem é que não emitem gases de efeito estufa para o meio ambiente na geração de energia elétrica, sendo, nesse aspecto, mais vantajosas no tocante ao impacto ambiental, em relação às termoelétricas convencionais.
Quanto ao Programa Nuclear Brasileiro atual, a construção de Angra 3 representará um acréscimo de 1.405 MW de potência instalada no sistema
interligado. Quanto ao Programa pós Angra 3, existe a previsão de construção de um par de usinas de mil megawatts cada, na região nordeste (no litoral), até 2030.
Esta determinação do Estado brasileiro tem várias justificativas, destacando-se:
i. A necessidade estratégica de desenvolvimento/consolidação de um “cluster” industrial na área nuclear;
ii. De buscar mitigar o risco hidrológico; e
iii. Alinha-se à estratégia diplomática brasileira, conforme ficou demonstrado na última reunião do G-14, na Itália, quando a Eletrobrás assinou um pacto para zerar a emissão de gases do efeito estufa na produção de energia elétrica no Brasil.
4- Conclusões
O Brasil tem potencial e disponibilidade de combustível em praticamente todas as fontes primárias de geração de energia elétrica. Esta condição é um diferencial importante em relação aos demais países, permitindo aprofundar a tendência de uma matriz energética de baixo carbono, e viabilizando um planejamento adequado quanto ao balanço ideal para se buscar uma matriz hidrotérmica.
A matriz energética brasileira já apresenta reduzidos níveis de emissão de gases causadores do aquecimento global, mas isto não significa que não se deva buscar, ainda, uma redução adicional das emissões de gases de efeito estufa (GEE).
As usinas nucleares podem contribuir significativamente para esta ampliação da matriz de baixo carbono, pois não emitem os GEE. Em termos comparativos, a energia gerada pelas duas usinas nucleares Angra 1 e Angra 2 equivale à cerca de metade do consumo elétrico do Rio de Janeiro atualmente (potência instalada de 2.000MW). Com a entrada em operação de Angra 3, a energia desta central nuclear passaria a representar cerca de 80% do consumo do Rio (e sem grandes perdas na transmissão, devido à proximidade dos principais centros consumidores do país). Cabe ainda ressaltar que com a retomada do programa de geração termonuclear pós Angra 3 segue-se uma tendência do mundo na atualidade, atendendo ao objetivo de ampliar o parque gerador mitigando uma exposição excessiva aos riscos hidrológicas inerentes ao sistema elétrico brasileiro, e também não contribuir para o aumento do efeito estufa. Além disso, o Brasil detém reservas de minério de urânio e tecnologia para produção autônoma do combustível nuclear para estas três usinas e as próximas que estão previstas. Nestes termos, a energia nuclear deve ter sua participação matriz elétrica brasileira por razões nitidamente distintas dos outros países. Grosso modo, os países desenvolvidos não têm reservas próprias de recursos energéticos e detém uma matriz centrada no carvão, petróleo e seus derivados. Estas duas características colocam estes países expostos a dois problemas. O primeiro é o fornecimento externo e à volatilidade do preço destas commodities no mercado internacional, assinalando que o fornecimento de petróleo tem cerca de 40% de sua oferta controlada pela OPEP. A segunda é a questão do efeito estufa, já que suas matrizes têm um elevado grau de emissão de gases de efeito estufa (GEE).
O Brasil tem razões e motivações completamente distintas dos países desenvolvidos. A energia nuclear apresenta uma complementaridade
estratégica em relação à geração hidroelétrica, por ser sempre despachada na base. Contribui ainda mais para manter a matriz elétrica em níveis baixos em relação ao resto do mundo. E, por último, estimula o desenvolvimento industrial e tecnológico do país, fortalecendo ainda mais o cluster ultra especializado – equipamentos, combustível, instalações e geração – que o Brasil detém, assumindo assim posição estratégica no mundo.
